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山腳斷層(英語:Shanchiao fault)是位於大台北地區的斷層,1939年由日本地質學家丹桂之助提出發現[1],為臺北盆地形成的主要因素。南起臺北盆地與林口台地交接處,自樹林向東北沿林口台地崖坡經蘆洲至關渡,再由北投穿越竹子湖經北磺溪河谷到達金山平原入海,陸域部分總長約35公里,根據2012年經濟部中央地質調查所進行的探勘,判定為過去10萬年內未曾經活動過的第二類活動斷層[2]。山腳斷層確認為正斷層,斷層上盤因臺北盆地陷落形成明顯的地層拖曳,斷層傾角約50至60度[3]。
海域部分依台電最新調查,推測外海ST-I線形向陸域之延伸,可與山腳斷層相接。該線形在其海域調查範圍內長度至少40公里,估算山腳斷層總長度至少74公里,但斷層向東北方海域之延伸範圍仍待確認[4]。
依臺北盆地堆積晚更新世至今的沉積層,推斷山腳斷層至少在50萬年前即已開始活動,也因大屯山火山群噴發的大量火山岩,覆蓋於山腳斷層上,使得地表斷層地形不明顯[5]。
依據中央地質調查所山腳斷層條帶地質圖幅,山腳斷層大致區分為南北兩段[6]
山腳斷層北段由新北投經大屯山竹子湖,沿南磺溪經擎天崗,再順著北磺溪至金山平原北側的斷層崖下方,進入東北海域。因斷層活動造成地質結構差異,斷層兩側之火山岩厚度有很大的差別,在北磺溪兩側岩盤垂直落差可達880公尺,北磺溪南側斷層上盤之火山岩厚度可達1500公尺,而北磺溪北側之斷層下盤的火山岩厚度僅數百公尺。山腳斷層北段之北側(下盤)岩層為中新世南莊層與桂竹林層,而斷層南側(上盤)之岩層乃漸新世五指山層,斷層兩側皆覆蓋更新世火山岩[5]。
台大陳文山教授依7口深井鑽井岩心與E-GPS量測資料,就兩井間岩盤落差最大之位置,作為推估山腳斷層位置,研判金山平原北側的線型崖地形乃屬斷層崖。推斷出山腳斷層應位在LNB-1 井與LNB-2井之間,三界橋2號井北側與斷層崖之間,以及金山5號井北側與斷層崖之間[5]。依金山6號井(400公尺)、金山7號井(376公尺)地質鑽探取樣,由淺至深大致可分四層,表層為潟湖相砂泥互層,耕作土壤與沖積礫石;第二層為沖積礫石層,屬大屯火山之安山岩;第三層為火山角礫岩、凝灰岩或集塊岩;第四層為五指山層之白色石英砂岩[7]。
山腳斷層大致沿著北磺溪溪谷分布,從金山平原的西端進入山區,再沿北磺溪段至擎天崗鞍部。全區岩層大都屬於更新世火山岩,中新世南莊層與桂竹林層僅出露在北磺溪的北岸流域。北磺溪南岸保存相當完整之火山地形,北岸則呈許多大型的地滑區與地滑岩盤產生的裂隙,此區段無法以出露地層精確標定斷層跡,僅依地形特性推測[5]。
擎天崗鞍部至新北投區段,地表斷層形跡非常不明顯,呈更新世火山岩,斷層兩側都有大規模的地滑區及岩層裂隙。此段受到正斷層上盤朝南的沉降作用,而岩層朝南地滑,使岩層產生裂隙。大屯山區正斷層構造不明顯,但以溫泉硫氣孔與熱液換質帶分布,東北向線型構造,顯示大屯山區仍持續受到正斷層的作用[8]。
南段由新北市樹林區向北延伸至北投,長約13公里,為第四紀沖積層所掩覆[1]。經鑽探發現山腳斷層跡距離林口台地東緣數百公尺以上,於台北盆地內山腳斷層兩側的基盤落差約有60至220公尺[9]。
由金山-淡水間微震的震源機制分析此地區大部分為正移斷層(盲斷層),並兼具正斷層和橫移斷層的性質,斷層的傾角超過62度,長約11公里,為第二類活動斷層。盆地面與西側之林口台地落差達到700m左右;盆地西北緣重力梯度大,有正斷層向下拖曳,斷層面向東南呈高角度傾斜[10]。
2012年經濟部中央地質調查所調查後歸類為過去10萬至1萬年內曾經活動過的第二類活動斷層。 [11]
依據測量結果山腳斷層兩側未有明顯之水平位移速度變化,但斷層上盤仍有明顯的下陷趨勢[12]。依GPS連續觀測站結果,台北地區主要為伸張應變,平均速度場約3.5 mm/年,平均方位角為 51度,山腳斷層南段伸張量較北段大[13]。
山腳斷層主要特性[14] | 滑移特性 | 平行斷層水平速度變化 | 垂直斷層水平速度變化 | 垂直速度變化 |
---|---|---|---|---|
山腳斷層北段 | 正移 | 1.3±4.6(mm/年) | 2.9±7.4(mm/年) | -2.2(mm/年) |
山腳斷層南段 | 正移 | 4.2±6.2(mm/年) | 1.0±8.6(mm/年) | -10.8(mm/年) |
依山腳斷層的結構,斷層面朝東南傾斜,淺層角度約60度而深層角度不明未知,延伸至大台北都會區下方,且斷層鄰近區域之人口密度達每平方公里30000人。山腳斷層假設一旦引發直下型地震,震波將衝擊上方都會區,常造成非常嚴重的災難[2]。
1997年8月23日當時台灣省教育廳委託中央大學,研究結果顯示山腳斷層500公尺內新北市之中小學有[15]
桃園國際機場捷運土地開發案中,中港厝地區西北角可能有山腳斷層通過[17]。利用機場捷運線沿線鑽井岩心資料,研究丹鳳地區山腳斷層之地下形貌,顯示山腳斷層約以北偏東40度走向穿越中山路三段(2013年10月更名為新北大道七段)與德安街交口西側附近,呈東南向約40至50度傾角隱沒至地下深處[18][19]。